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柔性電路用于導體相互連接的各種應用

傳感器技術 ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-04-02 17:00 ? 次閱讀

這些導體互連必須是可彎曲的或者是能夠在使用時長時間保持彎曲狀態。在以前,這種互連技術都是用導線互連的方式來實現的。柔性電路有很多種,一種是雙向接入的柔性電路,這是一種單面柔性電路,制造這種電路的目的是可以從柔性電路的兩側接入導電材料。第二種是雙面柔性電路,是一種有兩個導電層的電路,兩個導電層分別位于電路里的基本層的兩個側面;針對你的具體要求,可以在基板薄片的兩個側面形成走線圖案,兩個側面上的走線可以通過鍍銅通孔實現互相連通。第三種是多層柔性電路,是把幾個有復雜互連的單面電路或雙面電路結合起來,在多層設計中需要常常使用屏蔽技術和表面貼裝技術。第四種是剛性-柔性電路,是把剛性印刷電路板和柔性電路兩者的優勢整合起來,電路通常是通過剛性電路和柔性電路之間的電鍍通孔實現互連。

柔性電路有很多好處。柔性組件的主要的一個好處就是可以實現幾乎無錯誤的布線,替代勞動密集型的手工布線。另外與剛性電路不同的是,柔性電路還可以設計成復雜的三維結構,因為可以把他們彎曲成各種形狀。顧名思義,在柔性電路中使用的材料可以來回彎曲無數次,這意味著它們可以用于高度重復的應用,例如在印刷頭上使用。在需要考慮產品的重量問題時,柔性電路是剛性電路板和導線非常好的替代品,因為它的介電材料和導體線路都非常薄。

在過去的幾年里,柔性電路行業的需求不斷增長。現在,柔性電路行業年產值達到100億美元,年增長率達7% - 10%。

圖1. 剛性-柔性電路板組件

隨著柔性電路使用的快速增長,這些類型的電子互連電路的返工標準(更換的器件仍然符合最初的規格和功能)與修復標準(在柔性電路上修復物理損壞)還沒有同步跟上。

有一些返工挑戰來自柔性電路自身的特點。首先,在返工時很難使柔性電路保持是平的。從返工的角度看,Kapton材料或其他基礎柔性材料的可彎曲性是對返工的挑戰,雖然他們的可彎曲性正是他們在應用中的優勢。為了保持組件是平的,必須粘貼膠帶來使它保持平坦。在一些情況下,為柔性電路的返工制作一個真空夾具是一種比較昂貴的辦法。在放置微間距元件時,這種夾具的真空結構對返工會有很大的影響。如果真空正好在一個微間距元件的引線下面,可能少許的真空就會把柔性導線“拉”進孔里,使元件不能和柔性電路的導線接觸,從而導致電氣“開路”。對于返工時的錫膏印刷,當模板和待印刷的表面不是共面的時,共面性是個挑戰。因此,經常需要使用注射器涂布錫膏來代替印刷涂布。有時,在互連器件中使用加導電環氧樹脂的柔性材料。雖然這些材料的固化溫度遠低于標準焊錫的回流溫度,但是,它可能會把事情弄糟。對于這種情況,只要返工工藝的設計是正確的,對多次返工的限制是組件的邊際成本遠低于返工造成的成本,這時,對大量廢品進行返工是一個更有吸引力的經濟選擇。

從工藝的角度看,返工柔性電路的工藝有一些優勢。柔性電路板的熱質量比剛性印刷電路板的小,在焊接柔性電路板時,溫度達到液相線的加熱時間比剛性電路板短。這加快了返工工藝的替換操作。此外,這使焊接時所需的來自熱空氣系統的空氣的溫度降低了幾倍,熱空氣造成元件損壞的可能性比較小。柔性材料的高溫耐受性,比如Kapton、Peek和耐高溫聚酰亞胺,使柔性電路返工工藝的工藝窗口比較大。

圖2. 撕裂的剛性-柔性電路

根據修復PCB的行業標準,IPC 7711/21修復和修改印刷電路板與電子組件的規定覆蓋各種柔性電路的返工與維修工藝。這個標準中列出的每一個工藝,根據各個工藝對返工或修復柔性電路的適用性,在工藝文檔的右上角的“電路板類型”一節標題下加上字母“F”。在這個標準中甚至有一個柔性電路專用的導體修復標準。在步驟7.1.1中覆蓋在柔性電路上的修復導體的各種工藝。

這里通過一個例子說明導體的修復,圖2是一個撕裂的柔性電路,這是一個剛性-柔性電路板的一部分。這個電路板是使用在IPC 7721 3.5.1中找到的標準工藝來修復材料。在這里的導體連接中安裝了銅箔跳線,用它取代受損的導體,然后把它們焊接在一起。這次維修的結果可在圖3中看到。

圖3. 經過修復的底層Kapton材料和導體

柔性電路組件的返工和維修技術在不斷發展,柔性電路組件的返工和維修仍面臨巨大的挑戰。由于電子組裝行業長期以來一直是剛性電路板的世界,以剛性電路板為基礎來尋求柔性電路的最佳返修方法應是很好的借鑒。

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原文標題:一張圖看懂PCB生產工藝流程

文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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